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美丽乡村建设排水系统研究探索
——以北京通州乡村排水工程为例

2023-01-21张芳

工程建设与设计 2022年23期
关键词:合流雨水污水

张芳

(泛华建设集团有限公司,北京 100032)

1 项目背景

在中央提出要“建设美丽宜居村庄”后,北京 市委、市政府为全面贯彻实施建设美丽乡村的有关部署,相继颁布《北京市乡村规划导则(试行)》《北京市美丽乡村建设导则(试行)》《关于开展“实施乡村振兴战略、推进美丽乡村建设”专项行动(2018—2020年)的实施意见》[1]等文件,旨在引导美丽乡村建设,提升农村人居环境水平。

目前,北京 通州区已有部分村庄完成美丽乡村建设任务,是美丽乡村建设向周边有序纵深推进取得的重要进展,创建了一批美丽乡村建设的典型。通州区其他村庄美丽乡村建设排水管线工程已完成实施方案批复,全面进入实施阶段。

2 乡村排水系统概况

通州区村内街道已基本硬化,占总长度的95%以上。村内水冲厕所普及率已达95%以上,产生的污水主要通过化粪池、渗坑、街面泼洒、明渠(雨污合流暗管、暗涵)等方式排放,部分乡村污水截流进入污水处理设施。通州区依托黑臭水体治理和农村治污工作,采取“村外截污”方式,建设污水处理设施。部分乡村已实施村外截污工程,农村缺乏规范的雨水管网系统,大部分乡村雨水均以路面散排为主,并结合道路边沟及盖板沟排除雨水,现有排水管网系统大多以雨污合流的形式存在,且排水管网建设年代久远,存在不同程度的破损情况。

3 乡村排水存在问题分析

1)乡村现状污水收集治理设施不完善或无治理措施。部分村庄的污水现况是雨污合流,污水未经处理直接排出,村民反映气味难闻。同时,现状合流管线大部分为平口管,合流管沟未做防渗,部分污水会慢慢下渗,从而污染地下水。

2)现状污水管线设计标准低。部分乡村虽设置了污水处理站,大部分村庄敷设了污水管线,但管材不满足要求,覆土较浅,导致管线破裂现象严重,污水渗漏,而且大部分污水管线管径较小,坡度未按规范实施,再加上常年不疏通清淤,因此,管内淤堵现象严重。

3)村内厨房、厕所、洗涤产生的污水主要通过化粪池、渗坑、街面泼洒、明渠(雨污合流暗管、暗涵)等方式排放,部分村庄污水截流进入污水处理设施。据村民反映,现地下水位上涨,渗坑污水无法下渗,需外雇车辆抽水或自行将污水运至污水可排放处。

4)雨水排放设施不完善,乡村雨水均以路面散排为主,并结合道路边沟及盖板沟排除雨水,部分排水边沟及盖板沟由于常年不疏通清淤,淤堵现象严重。

4 排水整治原则

4.1 与规划相一致

乡村排水建设应与上位规划相一致,明确规划先行,综合布局与规划相协调,统筹考虑乡村规划布局与乡村雨水、供水、道路、绿化等相关工程相衔接;同时还应满足相关法律、法规,符合城市总体规划、排水专项规划和相关部门的批复意见,满足工程建设强制性标准、规范的规定和要求。

4.2 近远期相结合

乡村排水整治应近远期结合,既要重视近期建设需求,又要兼顾远期发展规划。结合相关基础资料和前期调研成果,对农村现有排水系统资料做到准确掌握,排水方案选择应满足使用功能,尊重现状、充分利用现状,妥善处理项目建设中与现况的结合和近、远期的协调关系,减少废弃工程和临时工程。

4.3 投资与运行

因地制宜根据乡村实际情况,在确保排水设施运行可靠的同时制订合理的排水设计方案,充分利用自然地形,雨水严格遵守高水高排,低水低排,分散就近排入水体;污水管道尽可能减小管径和埋深,做到不设或者少设污水提升泵站,降低管网建设投资和运行成本[2]。尽量做到节省工程投资、节约用地、节省能源、降低运行成本。

4.4 乡村污水建设系统

通州区乡村发展模式有规划过渡型村庄、规划保留型村庄和规划搬迁型村庄3种类型。规划过渡型村庄,位于城镇建设区以及毗邻区域,具有向城市转型的基础;规划保留型村庄,在保持村庄完整性的基础上引导村庄特色化发展;规划搬迁村庄以保护村内生态环境为主。根据村庄规划发展模式确定农村污水治理工作的建设分别为:

1)规划过渡型村庄,此类村庄全面实施完全分流制雨污排水系统,分别建设污水和雨水两套管网系统,污水系统尽量保证一户一井,强化污水源头收集,优化污水处理设施。

2)规划保留型村庄,村庄结合各村实施条件,对于村内现况管线无法满足排水需求的村庄,采用完全分流制排水系统,新建雨污水管网;对于村内排水系统较为完善,满足排水需求的村庄,可根据实际情况,因地制宜采用“雨污合流、村外截污”的标准。

3)规划搬迁的村庄,在确保污水不积存、不横流的前提下,充分利用现况管线作为合流管道,通过完善村内合流管道并利用现有合流管沟等排水设施收集污水,收集后污水采取临时措施处理,如建设污水临时贮存池、人工湿地、污水净化槽等方式分散处理污水[3-4]。

以某村庄污水排除系统为例,该村庄属于规划保留村,村域总面积86.80 ha。村庄现有户数360户,村内排水现况是雨污合流管道,污水未经处理直接排河,户内厕所为水冲厕,排入自建化粪池中,定期清掏。化粪池多为简易化粪池,部分为3格化粪池。部分厨房及卫生间污水部分直接排入现况村内道路,存在污水横流现象,部分排入自建渗井或雨污合流管。据村民反映,现由于地下水位上涨,自建渗井无法下渗,需外雇车辆抽水或自行将污水运至污水可排放处。

由于各村人口密度有较大差异,有的村村域面积大但是人口数量较少,因此,本项目采用通过人口数量预测污水量,而不采用面积计算法,以便更准确地估算污水量。

管道设计污水量为高日高时污水量,作为污水收集管网流量设计基数。污水管径的确定,参考计算流量,同时根据GB 50014—2021《室外排水设计标准》和《北京市通州区美丽乡村建设生活污水处理技术细则》,最终确定主管管径400 mm,干管管径300 mm,支管管径为200 mm。根据该村自然地形地势和村庄上位规划布局,同时结合街区布置情况,其新建污水管线沿现状街巷铺设,污水收集后排入村外截污管线最终排入污水处理站。

污水管道管材的选择要从技术经济、排水管道承压形式(重力流还是压力流)、管径大小和埋深、水文地质情况以及当地常规施工技术等方面综合确定。因此,村内道路下主干管及支管可采用HDPE双壁波纹管,部分带压管道(如泵站出水管)或采用拉管施工的管段可采用PE塑料管。

5 乡村雨水建设系统

雨水排除及利用应依据村庄总体规划,并结合乡村当地实际情况,充分利用自然地形,对村庄进行竖向规划设计,并综合考虑排水、防涝工程方案。实施条件不充分的村庄需确保村内小雨不积水、大雨不内涝,确保雨水排除畅通即可。通州区乡村按照规划过渡型村庄、规划保留型村庄、规划搬迁型村庄3种类型,按照村发展模式制订雨水排除方案。

1)规划过渡村庄村:村内建设独立的雨水管网系统,根据内涝积水情况,统筹考虑从源头到末端的雨水控制过程,结合乡村用地布局,合理布置雨水调蓄池、雨水泵站等设施缓解内涝积水问题,确保雨水能够顺畅及时地排除。

2)规划保留型村庄:若村庄内涝积水较为严重,充分利用现有合流管、排水边沟、水渠等排除设施,并对其进行疏通清淤,该村需新建雨水管网系统,完善雨水排除管网,确保村庄不存在内涝现象。

若村内有比较健全的雨水明渠排水系统,雨水沿天然地面、街道边沟、水渠等明渠排入受纳水体,基本满足村内雨水排除需求,则近期不考虑开展雨水工程。

3)规划搬迁型村庄:采取临时雨水排除措施处理,充分利用村内现有排水沟渠,对其进行疏通整治,内涝积水处采取设置渗井、雨水泵站等,保障雨水排除畅通。

以某村庄雨水排除系统为例,该村庄属于规划保留村,根据现场实际踏勘,村内现状合流管、排水沟和明渠基本满足村内雨水排除需求,但存在局部内涝积水点,本次以解决村庄内涝积水点为主,现状排水沟、明渠依据村内自然地形地貌对其进行清淤疏通,提高沟渠蓄水能力,现状合流管作为雨水管道进行排水,按重现期3年,降雨历时10 min核算雨水排除能力,经核算基本满足该村庄雨水排除需求。为更好地恢复村内雨水设施排水能力,内涝积水处均扩建排水沟或增大下游雨水管径,保证村内不积水,完善排水沟渠体系。

美丽乡村建设需结合“海绵村庄”的理念,对村庄开展雨水资源化再利用,在村庄广场、健身活动场所、学校等公共场所除集中活动区域硬化外,其余区城及内部道路均采用透水材料铺装,绿化区域则可建造为下凹式绿地、下凹式植草沟、生态树池等,以利于周边雨水径流的汇入,可临时蓄积雨水,渗入地下。引导村民在自家庭院中预留绿化用地,进行栽花种树,实现庭院式的“小花园、小菜园、小果园”,通过预留庭院绿化用地的方式提高村庄渗水、滞水、储水功能,打造出更多“海绵体”,实现雨水滞留,让村庄自然吐纳、顺畅呼吸。

6 综合效益评价

6.1 社会影响分析

完善农村排水基础设施,有效提高水资源利用率,节约资源,缓解水资源短缺,不仅改善农村地区生态环境条件,而且在促进人与自然、经济与环境、农业与工业的和谐发展上都有客观的社会效益,对我国社会经济的健康持续发展具有积极的作用。

6.2 经济影响分析

项目开发建设为提高当地经济发展水平创造了基础条件。在项目实施过程中劳动力主要来自当地居民,可以促进当地居民就业,增加居民收入,有利于带动地区经济可持续发展,提高人民生活水平,间接带动了建筑、建材行业的发展,增加了生活消费品的需求,进一步扩大内需,促进了经济增长和社会发展的协调性与可持续性。

6.3 环境影响分析

排水系统实施后将极大地改善村庄的生产生活环境,减少村庄污水横流及倾倒现象。另外,由于污水倾倒的减少,项目区底下水源污染减轻,地下水水质得到提高,对村民的身体健康也有极大的好处。

7 结语

美丽乡村排水建设需依据各乡镇区域规划和村庄规划,因地制宜、科学论证,并充分征求村民意见,合理确定村庄排水处理模式和工艺,充分解决村庄排水问题。乡村排水建设从根本上改善了乡村的环境面貌,积极推动乡村周边河流水质改善提升,进而美化了乡村水环境。美丽乡村建设全方位改善农村人居环境,优化提升农村整体形象的重要举措,不仅推进城乡一体化发展,同时带动当地经济的发展,是建设美丽中国、深化生态文明的重要组成部分。

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